一种用于酒精蒸馏的节水冷凝器的制作方法

本实用新型涉及冷凝器领域，尤其涉及一种用于酒精蒸馏的节水冷凝器。

背景技术：

目前，在酿酒、酒精生产、香水蒸馏等工艺中，冷凝装置是必不可少的设备，该设备通常利用流动水进行冷却，在冷凝装置底部不断加入冷水，同时在顶部不断排出热水，带走热能，达到将蒸汽冷凝成液体的目的。酿酒、酒精生产、香水生产等蒸馏是一个漫长的过程，通常要用到大量的冷却用水，用水量占整个生产过程的60-70％左右，如果采用现有的技术进行冷却，不但造成水资源和贮水设备的浪费，还会浪费用于驱动冷却水进行冷却的能耗。

因此，现有技术需要进一步改进和完善。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、用于酒精蒸馏的节水冷凝器。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

一种用于酒精蒸馏的节水冷凝器，该节水冷凝器主要包括用于装冷却水的外桶和内桶、用于通入蒸汽并实现冷却的冷凝弯管、用于通入外界冷水的进水管、以及用于引导水流循环方向的单向阀。所述外桶和内桶均采用圆柱体结构设计，且外桶的容积比内桶大2-3倍，所述外桶的高度比内桶高5厘米，这样冷却水满之后就可以在外桶和内桶之间形成循环。所述内桶固定在外桶的底部中央，且单向阀安装在内桶底部，使水流只能从外桶流进内桶。所述冷凝弯管固定在内桶内，其上端口延伸至外桶外与蒸馏装置连通，引导蒸汽流经内桶，其下端口延伸至外桶外与液体收集装置连通，将液化后的液体引流至收集装置。所述进水管的一端与外界进水口连接，另一端一直延伸至内桶底部，使外界冷却水从进水管进入内桶。

具体的，所述单向阀主要包括阀体、卡口、以及挡片。所述阀体采用管状结构设计，安装在内桶底部，与内桶桶体固定连接。所述卡口设置在阀体内部，与阀体内壁固定连接。所述挡片的上端与卡口铰接，在卡口两侧压力下关闭或打开挡片。优选的，为了确保单向阀的密封性，所述挡片采用耐热硅胶材料制成。

进一步的，为了根据蒸馏量的大小来调节冷却水的用水量，本实用新型所述节水冷凝器还包括用于调节外桶蓄水量的溢出阀门，所述阀门设置在外桶顶部位置，与桶内连通。

进一步的，为了使冷凝器方便清洁，本实用新型所述节水冷凝器还包括便于清洗外桶的清洗阀门，所述清洗阀门设置在外桶底部，与桶内连通。

作为本实用新型的优选方案，为了提高冷凝器的耐用度，所述外桶和内桶采用不锈钢材料制成。

进一步的，为了提高冷凝器的冷却效率，本实用新型所述节水冷凝器还包括用于提高散热效果的散热鳍片。所述散热鳍片间隔地设置在外桶内，其一端固定在外桶内壁上，另一端向中部延伸。

进一步的，为了提高冷凝器的冷却效率，本实用新型所述散热鳍片间隔地设置在内桶外，其一端固定在内桶外壁上，另一端向外桶延伸。

作为本实用新型的优选方案，为了提高散热鳍片的散热效果，所述散热鳍片采用铝材料制成。

本实用新型的工作过程和原理是：工作时，首先打开进水管的阀口，使外界冷却水从进水管进入内桶并逐步将其充满，此时单向阀关闭；然后打开冷凝弯管的进气阀口，使蒸馏装置产生的蒸汽从冷凝弯管上端通过螺旋状的弯管并在冷却水的作用下冷凝、液化成液体，液化后从冷凝弯管的下端流出，此时弯管附近的冷却水吸收热量后温度升高，由于水温越高密度越小，因此温度较高的水分逐渐上浮至水面，而进水管不断从外界补充冷却水，从而使冷凝弯管附近持续有冷却水补充；接着当冷却水充满内桶后通过内桶顶部向外逸出，逸出后的冷却水温度较高，在流动过程中通过空气及桶壁将热能散发出去，温度逐渐降低；接着当外桶逐渐被冷却水充满后，外桶液面与内桶液面一直并高于内桶顶部，此时关闭进水管，由于蒸汽的不断通入使内桶水温不断升高，而外桶底部水温经过散热后温度较低，所以单向阀内外产生压差，温度较低的冷却水冲开单向阀的挡片后进入内桶，而内桶中升温后的冷却水上浮至水面，经冷却后最终回到外桶底部通过单向阀再一次进入内桶，从而形成不间断的冷却循环，实现节水目的。本实用新型还具有结构简单、操作方便、容易实施的优点。

与现有技术相比，本实用新型还具有以下优点：

(1)本实用新型所提供的用于酒精蒸馏的节水冷凝器采用内部冷却水自动循环的方式达到节水目的，从而节约更多水资源并降低能量的消耗。

(2)本实用新型所提供的用于酒精蒸馏的节水冷凝器的结构设计简单、制造成本低、节水效果好。

附图说明

图1是本实用新型所提供的用于酒精蒸馏的节水冷凝器的结构示意图。

图2是本实用新型所提供的单向阀结构示意图。

上述附图中的标号说明：

1-外桶，2-内桶，3-冷凝弯管，4-进水管，5-单向阀，6-清洗阀门，7- 溢出阀门，51-阀体，52-卡口，53-挡片。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1：

如图1和图2所示，本实施例公开了一种用于酒精蒸馏的节水冷凝器，该节水冷凝器主要包括用于装冷却水的外桶1和内桶2、用于通入蒸汽并实现冷却的冷凝弯管3、用于通入外界冷水的进水管4、以及用于引导水流循环方向的单向阀5。所述外桶1和内桶2均采用圆柱体结构设计，且外桶1的容积比内桶2大2-3倍，所述外桶1的高度比内桶2高5厘米，这样冷却水满之后就可以在外桶1和内桶2之间形成循环。所述内桶2固定在外桶1的底部中央，且单向阀5安装在内桶2底部，使水流只能从外桶1流进内桶2。所述冷凝弯管3固定在内桶2内，其上端口延伸至外桶1外与蒸馏装置连通，引导蒸汽流经内桶2，其下端口延伸至外桶1外与液体收集装置连通，将液化后的液体引流至收集装置。所述进水管4的一端与外界进水口连接，另一端一直延伸至内桶2底部，使外界冷却水从进水管4进入内桶2。

具体的，所述单向阀5主要包括阀体51、卡口52、以及挡片53。所述阀体51采用管状结构设计，安装在内桶2底部，与内桶2桶体固定连接。所述卡口52设置在阀体51内部，与阀体51内壁固定连接。所述挡片53的上端与卡口52铰接，在卡口52两侧压力下关闭或打开挡片53。优选的，为了确保单向阀5的密封性，所述挡片53采用耐热硅胶材料制成。

进一步的，为了根据蒸馏量的大小来调节冷却水的用水量，本实用新型所述节水冷凝器还包括用于调节外桶1蓄水量的溢出阀门7，所述阀门设置在外桶1顶部位置，与桶内连通。

进一步的，为了使冷凝器方便清洁，本实用新型所述节水冷凝器还包括便于清洗外桶1的清洗阀门6，所述清洗阀门6设置在外桶1底部，与桶内连通。

作为本实用新型的优选方案，为了提高冷凝器的耐用度，所述外桶1和内桶2采用不锈钢材料制成。

进一步的，为了提高冷凝器的冷却效率，本实用新型所述节水冷凝器还包括用于提高散热效果的散热鳍片。所述散热鳍片间隔地设置在外桶1内，其一端固定在外桶1内壁上，另一端向中部延伸。

进一步的，为了提高冷凝器的冷却效率，本实用新型所述散热鳍片间隔地设置在内桶2外，其一端固定在内桶2外壁上，另一端向外桶1延伸。

作为本实用新型的优选方案，为了提高散热鳍片的散热效果，所述散热鳍片采用铝材料制成。

本实用新型的工作过程和原理是：工作时，首先打开进水管4的阀口，使外界冷却水从进水管4进入内桶2并逐步将其充满，此时单向阀5关闭；然后打开冷凝弯管3的进气阀口，使蒸馏装置产生的蒸汽从冷凝弯管3上端通过螺旋状的弯管并在冷却水的作用下冷凝、液化成液体，液化后从冷凝弯管3的下端流出，此时弯管附近的冷却水吸收热量后温度升高，由于水温越高密度越小，因此温度较高的水分逐渐上浮至水面，而进水管4不断从外界补充冷却水，从而使冷凝弯管3附近持续有冷却水补充；接着当冷却水充满内桶2后通过内桶2顶部向外逸出，逸出后的冷却水温度较高，在流动过程中通过空气及桶壁将热能散发出去，温度逐渐降低；接着当外桶1逐渐被冷却水充满后，外桶1液面与内桶2液面一直并高于内桶2顶部，此时关闭进水管4，由于蒸汽的不断通入使内桶2水温不断升高，而外桶1底部水温经过散热后温度较低，所以单向阀5内外产生压差，温度较低的冷却水冲开单向阀5的挡片53后进入内桶2，而内桶2中升温后的冷却水上浮至水面，经冷却后最终回到外桶1底部通过单向阀5再一次进入内桶2，从而形成不间断的冷却循环，实现节水目的。本实用新型还具有结构简单、操作方便、容易实施的优点。

原理推导：当进水管关闭后，冷凝弯管继续通入蒸汽，内桶的冷却水不断升温上浮(当水温大于4℃时，水温越高，密度ρ越小)，因此单向阀的挡片内外两侧的水温存在温差(内侧水温比外侧水温高，即内侧水的密度比外侧小)，则冷却水对挡片产生的压力F为：F＝P×S，其中P为水的压强，S 为挡片面积，而压强P的计算公式为：P＝ρ×g×h，其中ρ为水的密度，g为重力，h为距离水面的高度；综合上述两式得到：F＝ρ×g×h×s，由于g、h 和s均为常数，即压力F与ρ成正相关，与水温成反相关，水温越高，对挡片的压力越小，因此当外桶水温小于内桶时，水流便可从单向阀流进内桶作为补充，从而形成不间断的冷却水循环，大大降低了冷却水的用量，节约水资源。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。